过程与方法方面的目标如下：体验完整的研究过程，包括查阅资料，确定选题，撰写开题报告，考察探究，资料搜集，结题答辩及展示（科学）；掌握基本的研究方法，体验完整的研究流程（科学）；掌握测量、绘图、3D设计等基本方法，知道如何应用数学、物理等学科知识解决真实问题（数学、工程）。

（三）情感态度与价值观

一是了解都江堰水利工程对于成都平原经济社会发展的重大价值，增强保护文化遗产的意识；二是增强地域文化认同感与自豪感；三是形成良好的旅游意识，养成良好的旅游习惯。

三、重难点分析

研学旅行课程的核心是“研学”和“旅行”结合，二者不可偏废。从这一思想出发，笔者对整个流程中的关键环节进行了梳理，并分析重难点的突破之策。

（一）活动重点

本次活动的重点：了解都江堰的人文、地理特征，掌握都江堰水利工程原理；掌握基本的研究方法，体验完整的研究过程；了解都江堰水利工程的重大价值，增强保护文化遗产的意识。

（二）活动难点

活动难点主要集中在以下几点：研究报告的撰写；研究方法的应用；3D模型的设计与制作；对研学旅行活动过程的管理和评价。

（三）重难点突破策略

1.行前充分考察，做好整体规划

在整个活动开展之前，指导教师联合研学企业对都江堰水利工程和四川省科学技术馆进行了考察，明确了点位，并与导游部门进行充分沟通，确定了考察路线。

2.选题充分激发学生兴趣

虽然确定了整个小组的研究方向，但是在具体的选题上，学生可以充分结合自己的兴趣选择研究课题。

3.设计制作研学手册

学校统一设计并制作了研学手册，对选题过程、开题报告、研究日志、结题报告等提出了详细要求，并设计了相关表格。各小组学生依照手册中的表格逐步填写。这可降低初中学生研究的难度。例如，教师利用手册中的开题报告表格让学生填写研究背景、研究意义、研究目标、研究方法、研究步骤等各项内容。

4.针对研究方法，进行针对性培训

首先，学校对所有指导教师进行系统培训，其次，针对学生进行研究方法的指导，包括文献研究法、观察法、问卷调查法、实验法等。

5.用好技术手段，以异质分组方式研学

在第一次见面课上，指导教师对学生进行了摸底调查，了解到大部分学生有一定的3D建模基础。分组时，教师在尊重学生意愿的基础上，保证各小组至少有一名学生具备3D建模基础。

6.采用信息化手段优化过程服务

在活动过程中，教师鼓励学生运用手机或平板电脑进行过程性资料的收集，并对终端的使用进行严格的积分管理。在评价方面，教师重视过程性反馈和评价，每次外出后，提醒学生及时提交研究日志，给予反馈，并做好记录；同时重视结题答辩和集中展示的评价导向等工作。

四、活动的设计与实施

学校设计实施研学旅行课程是为了引导学生跨学科学习、研究性学习，体验完整的研究过程，解决生活中的真实问题。研学旅行课程实施流程包含“三阶段九环节”，具体包括八次校内学习和两次集中外出活动（如图1）。

图 1 研学旅行课程实施流程

“都江堰水利工程3D模型的设计与制作”研学旅行课程的设计与实施流程如下。

（一）上网查阅资料，了解都江堰

学生通过集中学习和分散学习，了解都江堰水利工程的发展历史和都江堰周围地理风貌及水利工程的工作原理。通过本阶段学习，学生对从小耳濡目染的都江堰有了更进一步的认知，了解鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口，外江、内江的作用以及水利工程的兴建历史，增强了对中华民族的认同感和身为成都人的自豪之情。

（二）确定研究选题，撰写开题报告

学生分组确定选题，共同研究并逐步细化选题，形成清晰的研究思路。在选题上，教师鼓励多元化选题，鼓励学生结合自身兴趣设计和实施研究活动。学生选题类型很多，除了都江堰各主要组成部分（宝瓶口、飞沙堰、安澜索桥、二王庙）的3D模型设计之外，还有地理经济类，如“宝瓶口控制水量的原理及经济意义”，社会调查类“都江堰景区热度调查”等。

（三）开题答辩

学生完成开题报告之后，学校组织评委教师集中进行开题答辩。每个大组选派一个小组参加学校层面的开题报告会，其他小组则在大组内进行开题活动。开题报告主要包括学生陈述和教师问辩两个环节，学生就选题背景、研究目的、研究方法、拟采取的研究过程进行陈述，教师根据学生陈述做针对性指导，并给出修改建议。

（四）第一次外出，赴都江堰考察

完成前期学习后，由两名学校指导教师和两名企业研学导师带队，研究小组来到都江堰景区进行实地考察，测量都江堰水利工程相关建筑尺寸，计算比例，拍摄细节照片，请教行业专家，了解水利工程工作原理。

以下为第1小组记录的研究过程：

参观游览了鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口这三大工程及其附属工程，详细了解了宝瓶口进水口及其附属工程离堆的工作原理，重点对安澜索桥进行了测量和记录。这次为期半天的参观让我们收获颇丰。实地考察也让我们对于安澜索桥的认识更加立体，查询网上文献对其有所了解，而现场考察让我们获得了3Ｄ模型制作与保护研究所需的数据、图片。

（五）绘制平面草图，设计3D模型

获得第一手数据之后，各小组根据测量数据完成都江堰相关工程的草图绘制任务，部分小组还结合百度地图或参考网上资料比例进行计算，绘制了各小组模型草图，并参考教师录制的“3D建模基础”微视频进行模型设计。

（六）第二次外出，赴科学技术馆考察

学生第二次外出考察，到四川省科学技术馆，体验工业级3D打印并参观“都江堰演示模型”，现场比对3D模型与实物的差异，修改3D模型，以便返校之后完成模型制作。

以下为“安澜索桥3D制作及保护研究”小组的研究记录：

早上我们来到四川省科学技术馆，参观都江堰水利工程演示模型。我们主要关注安澜索桥，通过实际考察认为科学技术馆陈列模型的索桥中间部分的亭子与实际情况不大一样，实际的应该是与下面有三个可以通过的拱门的。我们得知科学技术馆陈列模型与安澜索桥的比为1:80，共有6个桥墩，全桥分为两节，两头各有一个门楼。据观察，模型的颜色主要为暗红色、深棕色，下一步我们将解决打印材料颜色问题。

（七）打印3D模型，进行场景化设计

在完善了相关设计方案并了解相关场景之后，学生开始制作“展示模型”。在教师的指导下，各小组应用3D打印机打印出了模型的核心部分，随后，应用其他相关材料进行了场景设计，例如“飞沙堰”和“安澜索桥”。学生设计的安澜索桥充分考虑了其迎水面的线形设计和桥墩的重心问题（如图2），科学地应用了物理学科知识。

图 2 学生设计的安澜索桥桥墩

（八）结题答辩与集中展示

学生结合自身研究经历和相关研究数据，进行结题报告的撰写。在此基础上，学生根据结题报告和实物模型，进行“研究目标、研究过程、研究结论、模型展示”等方面结题答辩。结题答辩之后，学生以大组为单位应用平板电脑和图文处理软件制作“都江堰水利工程3D模型设计与制作”展示海报，进行研学旅行集中展示。学校课程教学中心组织评委教师集中打分，最后，根据开题报告、研究日志、场景模型、结题答辩和集中展示综合评定各小组成绩并进行表彰。

五、总结与反思

从查阅资料、选择主题、测量数据、设计模型、制作模型到最后的展示模型，学生经历了完整的研究过程。在研学旅行课程展示阶段，本研究主题的3D模型等作品得到了评委们的一致好评。项目活动结束后，笔者通过问卷软件调查了解到：绝大多数学生非常认可此次研学旅行，表示收获颇多，尤其是在团队合作、查阅资料、数据处理和项目展示等方面，并且将课堂上所学的学科知识、3D打印技术与现实生活结合，体验到了通过自己的努力、克服困难获得成功的喜悦感。通过对学生作品和学习过程的分析，笔者认为本活动对于培养学生信息意识、空间素养、工程思维、合作能力和问题解决能力有重要意义。

笔者认为以下四项策略是课程得以顺利实施的保证。

第一，学校整体规划，年级集中实施。学校高度重视综合实践活动课程的设计与实施，针对研学旅行进行了整体规划，让七年级和八年级学生参与不同主题活动，同时鼓励所有学科教师参与指导。在实施方面，学校以年级为单位，以课题组为具体实施小组，既考虑了学情，体现了差异，又保证了实施效率。

第二，重视与研学企业的合作。学校注重充分发挥学校育人的特点，将更多的管理协调工作交由企业完成，良好的校企合作减轻了学校教师的管理负担，同时确保了组织的协调性。

第三，流程化实施，重研究方法。活动实施之前，指导教师针对整个活动进行了系统化设计，为学生准备了研学手册，同时注重学生研究方法的学习，为学生进一步发展奠定了良好的基础。

第四，多元化评价，全方位展示。指导教师线上线下跟踪学生开题报告、研究日志、开题答辩、结题报告、结题答辩、集中展示等完成情况，对学生进行综合评价，为学生搭建全方位的展示平台，实施最适宜学生的教育。

同时，研究过程也有部分待改进的地方。一是应更加重视多学科教师的合作指导。此次研学旅行课程的实施，学校分学科组织活动，这不利于多学科教师合作。下一阶段，学校将采取学科混合编组的方式，促进STEAM理念与研学旅行课程的深度融合。二是要更加注重大项目的整体设计，强调问题来源于生活。STEAM教育强调以项目式学习形式实施，教师在后续课程设计中，要注重项目间的关联性，统整设计大项目。

研学旅行课程的实施，不仅能够激发学生兴趣，拓宽学生视野，而且能让学生理解书本知识的价值。教师以STEAM教育理念为指导，从地域文化和学生生活中挖掘选题，结合其他指导教师学科背景，以科学的研究方法和项目式学习为手段，充分调动学生的学习热情，让学生在“做中学”，在“行中学”，对于培养学生综合素质具有重要意义。

注：本文系陕西师范大学中央高校基本科研业务费专项资金“STEAM理念下初中综合实践活动课程的设计、开发与实践研究”(项目编号: 2018TS012)阶段性研究成果。

参考文献

[1] 于书娟,王媛,毋慧君.我国研学旅行问题的成因及对策[J].教学与管理,2017(19):11-13.

（作者夏小刚系陕西师范大学博士研究生，四川省成都七中初中学校信息技术教研组长；郑刚系四川省成都七中初中学校校长助理，中学信息技术高级教师；刘翠翠系四川省双流艺体中学数学教师）

责任编辑：祝元志

文章来源：《中小学数字化教学》2020年第5期

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